(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式１で表されるポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物及び下記式２で表されるポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物からなる群から選択される少なくとも１つのポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物と、水素添加されたダイマー酸とが含まれているフラックス。
【化１】
0005531188.tif 000011
【化２】
0005531188.tif 000012
【請求項２】
前記ダイマー酸が、下記式３で表されるダイマー酸及び下記式４で表されるダイマー酸からなる群から選択される少なくとも１つである請求項１に記載のフラックス。
【化３】
0005531188.tif 000013
【化４】
0005531188.tif 000014
【請求項３】
ロジン、水素添加ロジン、重合ロジン、不均化ロジン及びアクリル酸変性ロジンからなる群から選択される少なくとも一種のロジン系樹脂が、さらに含まれている請求項１または２に記載のフラックス。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のフラックスを含むはんだ組成物。
【請求項５】
鉛フリーはんだ合金が含まれている請求項４に記載のはんだ組成物。
【請求項６】
電子回路基板の表面の導体部に、請求項４または５に記載のはんだ組成物を印刷してはんだ印刷パターンを形成することと、
前記はんだ印刷パターン上に電子部品を搭載することと、
前記電子部品が搭載された電子回路基板を空気雰囲気中で１５０℃以上２００℃以下でプリヒートした後、本加熱するリフローを行なうこととを含む電子回路実装基板の製造方法。
【請求項７】
前記プリヒートを、６０秒間以上１８０秒間以下行う請求項６に記載の電子回路実装基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品のはんだ付けに用いられるフラックス、はんだ組成物およびこれらのはんだ組成物を用いた電子回路実装基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板等の電子回路基板に電子部品を実装するために用いるはんだとしては、はんだ合金粉末とフラックスとを混合したいわゆるソルダペースト等のはんだ組成物や、線状のはんだ合金の内部にフラックスを充填した所謂やに入りはんだ等がある。これらのはんだに用いられるフラックスとしては、通常、合成樹脂やロジン系樹脂等を樹脂成分として含む樹脂系のフラックスが広く用いられている。
【０００３】
前記フラックスは、プリント配線板の表面の導電部の金属酸化物を除去したり、はんだ付け時にはんだ合金が再酸化することを防止したり、あるいは、はんだの表面張力を低下させたりして、はんだ付け性を向上させるためにはんだ組成物等に配合される。
一方、前記フラックスを用いたはんだを用いてはんだ付けをすると、はんだ付けを行った後の電子回路実装基板に、前記フラックス中の樹脂成分に起因するフラックス残渣といわれる皮膜部分が残る。かかるフラックス残渣には、冷熱サイクル等の温度変化等により亀裂（クラック）が入るおそれがあり、前記クラックから水分がフラックス残渣内部に浸透した場合には、リード間の絶縁低下が発生する等の不良の原因になるおそれがある。
特に、自動車等のエンジン部に使用される電子回路実装基板のように、温度差の大きい部分で使用される電子回路実装基板においては、前記フラックス残渣におけるクラックが発生しやすく、クラック発生の抑制が要求される。
【０００４】
このようなクラックを抑制するための技術は種々存在する。
例えば、特許文献１および２には、ガラス転移温度が低いアクリル系樹脂を含むフラックスが記載されている。
特許文献３には、水素添加１，２−ポリブタジエン等を樹脂成分として含むフラックスが記載されている。
特許文献４には、ダイマー酸とジアミンとの縮合反応で得られる、軟化点８０〜１５０℃であるポリアミド樹脂を含むフラックスが記載されている。
特許文献５には、ロジンおよび活性剤を含むフラックスにおいて、さらに、エチレン酢酸ビニル共重合体を含むフラックスが記載されている。
特許文献６には、アタクチック１，２ポリブタジエンまたはその水素化物の分子末端にアクリル基またはメタクリル基が結合したものを樹脂成分として含むフラックスが記載されている。
【０００５】
しかし、特許文献１および２に記載のフラックスは、フラックス残渣がべたつき、埃などによる汚染が生じやすいという問題がある。特許文献３乃至６に記載のフラックスは１６０℃以下の低温プリヒート条件では、ある程度のはんだ濡れ性が得られるが、鉛フリーはんだ等に必要とされる１６０℃を超える高温プリヒート条件下では十分なはんだ濡れ性が得られず、ディウェッティングが生じるおそれがある、という問題がある。
さらに、特許文献１乃至６に記載のフラックスは、いずれも、空気雰囲気中でのリフロー加熱では、はんだ濡れ性が十分に発揮できないため、窒素雰囲気中でのリフローしか行えない、という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１５０１８４号
【特許文献２】特開２００８−６２２５２号
【特許文献３】特開平９−２４４８８号
【特許文献４】特開平１１−７７３７７号
【特許文献５】特開２０００−５２０８８号
【特許文献６】特開平１１−１７９５８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、フラックス残渣にクラックが生じることを抑制でき且つ高温でのはんだ付けにおいてもはんだ濡れ性が良好であるフラックス、はんだ組成物および電子回路実装基板の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のフラックスは、
下記式１で表されるポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物及び下記式２で表されるポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物からなる群から選択される少なくとも１つのポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物と、水素添加されたダイマー酸とが含まれている。
【０００９】
【化１】
0005531188.tif 000002
【００１０】
【化２】
0005531188.tif 000003
【００１１】
本発明によれば、はんだ付け後の残渣フラックスにクラックが生じにくく、且つ、高温プリヒート下でのリフロー加熱を行っても良好なはんだ濡れ性を発揮しうる。
さらに、前記高温プリヒート下でのリフロー加熱を空気雰囲気中で行っても、良好なはんだ濡れ性を発揮しうる。
【００１２】
本発明における一つの態様として、前記ダイマー酸が、下記式３で表されるダイマー酸及び下記式４で表されるダイマー酸からなる群から選択される少なくとも１つであってもよい。
【００１３】
【化３】
0005531188.tif 000004
【００１４】
【化４】
0005531188.tif 000005
【００１５】
本発明における他の一つの態様として、ロジン、水素添加ロジン、重合ロジン、不均化ロジン及びアクリル酸変成ロジンからなる群から選択される少なくとも一種のロジン系樹脂が、さらに含まれていてもよい。
【００１６】
本発明のフラックスにおいて、前記ポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物および前記ダイマー酸が、ロジン、水素添加ロジン、重合ロジン、不均化ロジン及びアクリル酸変成ロジンからなる群から選択される少なくとも一種のロジン系樹脂とともに含まれていることによって、クラックの発生を抑制すると同時に、高温プリヒートでのリフローを行っても、良好なはんだ濡れ性が得られる。
【００１７】
はんだ組成物にかかる本発明は、前記フラックスの少なくとも一種を含む。
【００１８】
はんだ組成物にかかる本発明の一態様として、鉛フリーはんだ合金を含んでいてもよい。
【００１９】
本発明にかかるはんだ組成物は、鉛フリーはんだ合金が溶融する温度におけるリフロー加熱を空気雰囲気中で行っても、十分なはんだ濡れ性を発揮することができる。
【００２０】
尚、本発明における鉛フリーはんだとは、ＪＩＳ  Ｚ  ３２８２に定める鉛フリーはんだをいう。
【００２１】
電子回路実装基板の製造方法に係る本発明は、
電子回路基板の表面の導体部に、前記本発明にかかるはんだ組成物を印刷してはんだ印刷パターンを形成するはんだ印刷工程と、
前記はんだ印刷パターン上に電子部品を搭載し、前記電子部品が搭載された電子回路基板を、空気雰囲気中で１５０℃〜２００℃でプリヒートした後、本加熱するリフロー工程とを実施する。
【００２２】
電子回路基板の表面に露出している導体部に、前記本発明に係るはんだ組成物を印刷してはんだ印刷パターンを形成するはんだ印刷工程と、前記はんだ印刷パターン上に電子部品を搭載して、空気雰囲気中で１５０℃〜２００℃でプリヒートした後、本加熱するリフロー工程とを実施することで、窒素ガスなどを用いることなく、リフロー加熱しても、はんだ付け性が良好で、フラックス残渣部のクラックが発生しにくい電子回路実装基板を製造することができる。
【００２３】
尚、この場合、前記プリヒートを、６０秒間以上１８０秒間以下行ってもよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、フラックス残渣のクラックが抑制でき、且つ高温でのはんだ付けにおいてもはんだ濡れ性が良好であるフラックス、はんだ組成物および電子回路実装基板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明に係るフラックス、はんだ組成物および電子回路実装基板の製造方法について説明する。
【００２６】
まず、本実施形態のフラックスは、下記式５および式６で表されるポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物からなる群から選択される少なくとも１つのポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物と、水素添加されたダイマー酸とが含まれている。
【００２７】
【化５】
0005531188.tif 000006
【００２８】
【化６】
0005531188.tif 000007
【００２９】
前記式５で表されるポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、日本曹達社製、商品名「ＮＩＳＳＯ−ＰＢ  ＴＥＡ−１０００」等が挙げられる。
前記式６で表されるポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物は、前記式５で表されるポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物のポリブタジエンの不飽和部分に水素が添加されて飽和結合となったポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物である。
前記式６で表されるポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物としては、例えば、日本曹達社製、商品名「ＮＩＳＳＯ−ＰＢ  ＴＥＡＩ−１０００」等が挙げられる。
【００３０】
本実施形態で用いる前記ポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物は、前記式５又は式６で表されるものであって、重合体鎖を構成する全ブタジエン単位のうち８５質量％以上が１，２−ビニル型結合（１，２−構造）であるブタジエンで、且つ式中のｎ＝７〜７７、平均分子量が１２００〜５０００程度のものが好ましい。
前記１，２−ビニル型結合のブタジエンの含有率は、フーリエ変換赤外分光光度計（液セル法）によって求めた値であり、詳しくは、後述する方法によって測定された値を意味する。
【００３１】
前記平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって求めた値であり、詳しくは、後述する分子量測定方法によって測定された値を意味する。
前記ポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物は、一種類を単独で、あるいは複数種類を混合して用いることができる。
前記ポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物は冷熱サイクル性の観点から、水素添加型を用いることがこのましい。
【００３２】
（１，２−ビニル型結合のブタジエンの含有率の測定方法）
前記含有率の測定方法は、フーリエ変換赤外分光光度計（液セル法）によって求めた値であり、詳しくは、以下の方法によって測定された値をいう。
すなわち、測定器としては「島津製作所社製ＦＴＩＲ−８４００」を用い、赤外線吸収スペクトルを測定し、９１０cm-1付近（１，２−ビニル）および９７０cm-1付近（１，４−トランス）の吸光度の測定により定量を行う。
【００３３】
（分子量測定方法）
前記平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって求めた値であり、詳しくは、以下の方法によって測定された値をいう。
すなわち、ＧＰＣ装置としては、ウォーターズ社製「ＧＰＣ」を用い、カラムとしては、昭和電工社製「ＫＦ−８０３，ＫＦ−８０２，ＫＦ−８０１」を用い、溶離液としては、ＴＨＦ（テトラヒドロフラン）溶液を用い、検出器としてはウォーターズ社製「ＵＶ２４５ｎｍ  ＲＩ」を用いて検出を行った。また、標準分子量物質として、ポリスチレンの標準サンプルを用い、測定した結果に基づき検量線を作成し、この検量線から平均分子量を求めた。
尚、平均分子量は、重量平均分子量（Ｍｗ）の値である。
【００３４】
本実施形態のフラックスにおいて、前記ポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物濃度は、３質量％〜４０質量％、好ましくは５質量％〜２５質量％、より好ましくは１６質量％〜２３質量％程度であることが好ましい。
前記濃度範囲であれば、フラックス残渣にクラックが生じることを抑制しつつ、はんだ広がり性およびはんだ濡れ性が良好である。また、前記濃度範囲であれば、はんだ組成物に配合した際に、適度な流動性を付与できるため、ディウェッティングの発生を抑制しうる。
【００３５】
本実施形態の水素添加ダイマー酸は、下記式７で表されるダイマー酸及び下記式８で表されるダイマー酸からなる群から選択される少なくとも１つのダイマー酸である。
【００３６】
【化７】
0005531188.tif 000008
【００３７】
【化８】
0005531188.tif 000009
【００３８】
前記ダイマー酸は、不飽和脂肪酸の二量体であって、前記二量体の不飽和二重結合を水素化した水素添加ダイマー酸であって、中でも、炭素数１８の不飽和脂肪酸を二量化し、且つ水素添加してものであって、全炭素数が３６であるダイマー酸が好ましい。
【００３９】
本実施形態で使用される水素添加ダイマー酸のうち前記式７で表されるダイマー酸は、式７中のＲ1、Ｒ2がいずれもノニル基であって、ｎ＝７及びｍ＝７であるダイマー酸が好ましい。
前記式７で表される水素添加ダイマー酸としては、例えば、コグニスジャパン社製、商品名「ＥＭＰＯＬ１００８」等が挙げられる。
【００４０】
本実施形態で使用される水素添加ダイマー酸のうち前記式８で表されるダイマー酸は、式８中のＲ3、Ｒ4がいずれもヘキシル基であって、q＝７及びｒ＝８のダイマー酸が好ましい。
前記式８で表される水素添加ダイマー酸としては、例えば、クローダジャパン社製、商品名「ＰＲＩＰＯＬ１０１０」等が挙げられる。
【００４１】
本実施形態のフラックスにおいて、前記ダイマー酸は、一種類を単独で、あるいは複数種類を混合して用いることができる。
【００４２】
本実施形態において、前記ダイマー酸の濃度は、３質量％〜３０質量％、好ましくは５質量％〜２５質量％、さらに好ましくは９質量％〜１６質量％程度であることが好ましい。
前記濃度範囲であれば、フラックス残渣のべたつきを抑制して埃等による汚染を防止できると同時に、ディウェッティングの発生を抑制できる。
【００４３】
本実施形態のフラックスには、樹脂成分として前記ポリブタジエン（メタ）アクリレート化合物と、前記ダイマー酸とが含まれているが、樹脂成分として、他の合成樹脂あるいは、ロジン系樹脂がさらに、含まれていても良い。
特に、ロジンおよび前記ロジンの誘導体である水素添加ロジン、重合ロジン、不均化ロジン、アクリル酸変性ロジンからなる群から選択される少なくとも一種のロジン系樹脂がさらに樹脂成分として含まれていることがはんだ付け性の観点から好ましい。
【００４４】
前記ロジン系樹脂の中でも、水素添加ロジンが冷熱サイクル性の観点から好ましい。
【００４５】
本実施形態において、ロジン系樹脂の濃度は、５質量％〜４０質量％、好ましくは２０質量％〜３５質量％、さらに好ましくは２５質量％〜３０質量％程度であることがはんだボールの発生を低減させる観点から好ましい。
【００４６】
本実施形態のフラックスには、前記樹脂成分に加えて、さらに、活性化剤、溶媒、チクソ剤などの通常フラックスに含まれる成分が配合されていてもよい。
【００４７】
前記活性化剤としては、例えば、アミン−ハロゲン化水素酸塩、有機酸などを用いることができる。アミン−ハロゲン化水素酸塩としては、例えば、ジエチルアミン臭化水素酸塩、シクロヘキシルアミン臭化水素酸塩などが挙げられる。
有機酸としては、例えば、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ステアリン酸、安息香酸などが挙げられる。
前記活性化剤は、一種類を単独で、あるいは複数種類を混合して用いることができる。
前記活性化剤の中でも、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸などの有機酸を用いることがソルダペーストの粘度安定性の観点から好ましい。
【００４８】
本実施形態のフラックスにおいて、前記活性化剤の濃度は、１質量％〜１０質量％、好ましくは２質量％〜６質量％程度であることが好ましい。
前記濃度範囲であれば、はんだ濡れ性と電気絶縁性とを適度な範囲に保つことができるため好ましい。
【００４９】
前記溶媒としては、例えば、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル（ヘキシルジグリコール）、ジエチレングリコールジブチルエーテル（ジブチルジグリコール）、ジエチレングリコールモノ２−エチルヘキシルエーテル（２エチルヘキシルジグリコール）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（ブチルジグリコール）などのグリコールエーテル類；ｎ−ヘキサン、イソヘキサン、ｎ−ヘプタンなどの脂肪族系化合物；酢酸イソプロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどのエステル類；メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、ジエチルケトンなどのケトン類；エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、イソブタノールなどのアルコール類等が挙げられる。
前記溶媒は、単独で、あるいは複数種類を混合して用いることができる。
ソルダペースト用のフラックスとして用いる場合、前記溶媒の中でも、沸点２００℃〜３００℃の範囲をもつジエチレングリコールヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等の前記グリコールエーテル類を用いることが最適な連続印刷性を確保できる観点から好ましい。
【００５０】
本実施形態のフラックスにおいて、前記溶媒の濃度は、２０質量％〜５０質量％、好ましくは２５質量％〜４０質量％程度であることが好ましい。
前記濃度範囲であれば、前記樹脂成分を十分に溶解させることができ、且つ適切な粘度をフラックスに与えることができるため好ましい。
【００５１】
前記チクソ剤としては、例えば、硬化ひまし油、蜜ロウ、カルナバワックス、ステアリン酸アミド等の高級脂肪酸アミド等が挙げられる。
前記チクソ剤は、単独で、あるいは複数種類を混合して用いることができる。
前記チクソ剤の中でも、硬化ひまし油や高級脂肪酸アミド等を用いることが印刷時のソルダペーストに良好なチクソ性を保持させることが出来るので好ましい。
【００５２】
尚、本実施形態のフラックスは、後述するようにはんだ合金粉末と混合してソルダペースト等のはんだ組成物の成分として用いても良いが、その他、前記フラックスをはんだ合金の線状部材の内部に充填して、やに入りはんだの材料として用いても良い。あるいは、前記フラックスを、フローはんだ付け方法ではんだ付けする際のフラックスとして用いてもよい。
【００５３】
次に、前記のような本実施形態のフラックスを用いたはんだ組成物について説明する。
本実施形態のはんだ組成物は、前記フラックスと、はんだ合金粉末とが含まれている。
【００５４】
前記はんだ合金粉末としては、公知のはんだ合金粉末を用いることができるが、中でも、鉛フリーはんだとして用いられているＳｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ−Ｂｉ系はんだ、Ｓｎ−Ａｇ−Ｉｎ−Ｂｉ系はんだ、Ｓｎ−Ｃu系はんだ、Ｓｎ−Ｚｎ系はんだ、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ等の鉛フリーはんだ合金の粉末を用いることが好ましい。
【００５５】
本実施形態のはんだ組成物は、前記フラックス８質量％〜２０質量％、好ましくは１０質量％〜１５質量％に、前記はんだ合金粉末を８０質量％〜９２質量％、好ましくは８５質量％〜９０質量％を混合して、ペースト状にしたソルダペーストであることが好ましい。
【００５６】
前記鉛フリーはんだ合金を用いたはんだ組成物は、電子部品をリフロー法で実装する場合に、従来のＳｎ−Ｐｂ系等の有鉛はんだ組成物に比べて高温である２００℃前後のプリヒートを行う必要がある。また、鉛フリーはんだ組成物を用いた場合、有鉛はんだ組成物に比べて、はんだ濡れ性が得られにくいため、前記プリヒートを、窒素ガスを充填することで酸素濃度５００ｐｐｍ以下の超低酸素雰囲気中で行っている。
さらには、基板に特殊な処理を施すなど、鉛フリーはんだ対応の基板を用いることで、はんだ濡れ性を確保している。
すなわち、一般的に鉛フリーはんだは、有鉛はんだ組成物を用いた場合に比してコストや手間がかかるという問題点がある。
【００５７】
一方、本実施形態のはんだ組成物は、はんだ合金粉末として鉛フリーはんだ合金粉末を用いても、はんだ濡れ性が良好であり、例えば、空気雰囲気下での高温プリヒートを行っても、はんだ濡れ性を維持することができる。
また、はんだ付け後、フラックス残渣にクラックが生じにくく、信頼性の高い実装基板を得ることができる。
【００５８】
次に、本実施形態のはんだ組成物を用いて、電子回路基板に電子部品を実装して電子回路実装基板を製造する方法を説明する。
【００５９】
（はんだ印刷工程）
まず、本実施形態の前記鉛フリーはんだ合金粉末を含むはんだ組成物を、電子回路基板としてのプリント配線板の表面の導体部に印刷してはんだ印刷パターンを形成する。
前記導体部としては、ソルダーレジスト等の絶縁層に被覆されずに前記プリント配線板の表面に露出している銅箔部やスルーホール開口部等、電子部品を実装する部分が挙げられる。
前記導体部に、はんだ印刷パターンを形成するには、公知のはんだ印刷方法を採用することができるが、例えば、前記導体部が露出する開口が形成されたマスクを用いてスキ−ジ等ではんだ組成物を前記導体部上に印刷する方法が挙げられる。
尚、本実施形態のはんだ印刷工程は、公知のはんだ印刷装置を用いて自動的に行うことができる。
【００６０】
次に、前記はんだ印刷パターン上に実装する電子部品を搭載する。
前記電子部品は、必要に応じて接着剤等を用いて前記プリント配線板上に仮止めすることが好ましい。尚、本実施形態の部品搭載工程は、公知の部品搭載装置などを用いて自動的に行うことができる。
【００６１】
（リフロー工程）
さらに、前記電子部品が搭載されたプリント配線板を空気雰囲気中で１５０℃〜２００℃でプリヒートした後、本加熱するリフロー工程を実施する。
リフロー条件としては、具体的には、以下のようなリフロー条件で行うことが好ましい
【００６２】
まず、温度プロファイルは、プリヒートとして、温度１５０℃〜２００℃、６０秒〜１８０秒間、空気雰囲気中で加熱する。
さらに、その後、本加熱として、ピーク温度１８０℃〜２５０℃、２０秒〜６０秒間、空気雰囲気中で加熱する。
【００６３】
その後、自然冷却あるいはクーラー等の冷却装置を用いて基板を冷却して、電子部品を実装することで、電子回路実装基板を製造する。
【００６４】
本実施形態の製造方法で製造された電子回路実装基板は、前記のように空気雰囲気中での高温プリヒート条件でリフローはんだ付けをしても、十分にはんだ濡れ性を発揮でき、ディウェッティングなどの不良が生じにくい。
また、リフロー後の電子回路実装基板上に存在するフラックス残渣は耐クラック性が良好で、特に、冷熱サイクルなどの温度変化が激しい条件で使用されても、クラックが生じにくく、基板の信頼性を維持することができる。
よって、本実施形態の製造方法で製造された電子回路実装基板は、例えば、自動車のエンジン部分用等の電子回路実装基板として最適に使用できる。
【００６５】
本実施形態にかかるはんだ組成物用フラックス、はんだ組成物および電子回路実装基板の製造方法は以上のとおりであるが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は前記説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【実施例】
【００６６】
次に、本発明の実施例について比較例と併せて説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定して解釈されるものではない。
【００６７】
（フラックスの作製）
以下の材料を表１に示す配合で適当なビーカに入れ、ガラス棒にて攪拌混合して、フラックスを作製した。
製造温度としてはロジンやチクソ剤、活性剤等が溶媒に溶解可能な温度、例えば、１００℃〜２００℃の温度に適宜調整し、溶解時間としては製造温度やフラックス製造量によって異なるが例えば３０分〜３時間程度に適宜調整することが好ましい。
【００６８】
《材料》
水素添加ロジン：荒川化学工業社製、商品名「ハイペールＣＨ」
１，２−ビニル型ポリブタジエンアクリレート：日本曹達社製、商品名「ＮＩＳＳＯ−ＰＢ  ＴＥＡ−１０００」（１，２−ビニル型が８５％以上、残りの結合が１，４−トランス型（平均分子量２０５０）
水添１，２−ビニル型ポリブタジエンアクリレート：日本曹達社製、商品名「ＮＩＳＳＯ−ＰＢ  ＴＥＡＩ−１０００」（１，２−ビニル型が８５％以上、残りの結合が１，４−トランス型（平均分子量２２５０）
水添液状ダイマー酸（１）：コグニスジャパン社製、商品名「ＥＭＰＯＬ１００８」
水添液状ダイマー酸（２）：クローダジャパン社製、商品名「ＰＲＩＰＯＬ１０１０」
Ｃ２１液状ダイマー酸：Ｃ２１二塩基脂肪酸（未水添品）ハリマ化成社製、「商品名ＤＩＡＣＩＤ−１５５０」
１，２−ビニル型ポリブタジエン（液状）：日本曹達社製、商品名「ＮＩＳＳＯ−ＰＢ  ＧＩ−１０００」（１，２−ビニル型が８５％以上、残りの結合が１，４−トランス型、分子量１２５０）
アクリル樹脂（１）：無官能基型液状アクリル系ポリマー  東亜合成社製、商品名「ＡＲＵＦＯＮ  ＵＰ−１１７０」（ガラス転移点−５７℃、分子量８０００）
アクリル樹脂（２）：無官能基型液状アクリル系ポリマー  東亜合成社製、商品名「ＡＲＵＦＯＮ  ＵＰ−１０８０」（ガラス転移点−６１℃、分子量６０００）
ポリアミド樹脂（１）：直鎖ジアミンと重合脂肪酸との反応生成物  ヘンケルジャパン社製、商品名「ＭＡＣＲＯＭＥＬＴ  ＯＭ−６７３」（ガラス転移点−４５℃、軟化点１８５℃）
ポリアミド樹脂（２）：直鎖ジアミンと重合脂肪酸との反応生成物  ヘンケルジャパン社製、商品名「ＭＡＣＲＯＭＥＬＴ  ＯＭ−６５２」（ガラス転移点−３８℃、軟化点１５５℃）
エチレン酢酸ビニル共重合：酢酸ビニル含有量２８％（ガラス転移点−２８℃、メルトフローレート８００ｇ／１０ｍｉｎ）  三井・デュポンポリケミカル製、商品名「ＥＶＡＦＬＥＸ  ＥＶ２０５Ｗ」
グルタル酸
ジエチルアミン臭化水素酸塩
硬化ひまし油
ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル
【００６９】
（ソルダペーストの作製）
それぞれ調整した表１に示すフラックス１１質量％と、鉛フリーはんだ合金粉末（Ｓｎ：Ａｇ：Ｃｕ＝９６．５：３．０：０．５（質量％））８９質量％とを、混合攪拌して、実施例１乃至４、および比較例１乃至１０のはんだ組成物としてのソルダペーストを作製した。
【００７０】
前記各実施例および比較例のソルダペーストを用いて、リフローはんだ付け装置（装置名：ＡＰＳＲ−２５７、弘輝テック社製）を用いて以下のような各試験を行った。
尚、リフロー条件は以下のとおりである。
《リフロー条件》
予備加熱：空気雰囲気、２００℃、１２０秒
本加熱：空気雰囲気、ピーク温度２３０℃、２２０℃以上、加熱時間５０秒
【００７１】
（はんだ付け性試験）
テスト基板として、厚み１８μｍの銅箔が積層されたガラスエポキシ基材に、直径６ｍｍの円形の開口部を有する厚さ２２μｍのソルダーレジストによる絶縁層が形成され、さらに銅箔保護のためプリフラックス（商品名：タフエースＦ２、四国化成工業製）がコーティングされたものを準備した。
前記テスト基板表面の開口部から露出された銅箔上に、前記各実施例および比較例のソルダペーストを１８０μｍ厚み（メタルマスク厚）に印刷した。
ソルダペーストが印刷された基板を、前記リフロー条件で加熱後、ディウェッティングの有無を確認した。
確認方法は、各基板ごとに任意の６個のはんだ部分を目視で観察して、下地の銅箔がはんだで完全にぬれ、全くはじき等の状態が見られないものをディウェッティング無し、少しでもはじき等が確認できるものをディウェッティング有り、として、全くディウェッティングがなかったものを良、一個でもディウェッティング有があるものを不良とした。
【００７２】
（冷熱サイクル試験）
前記はんだ付け試験で用いた試験基板において、前記円形の開口部に代えて、０．５ｍｍピッチのＱＦＰ（Ｑｕａｄ  Ｆｌａｔ  Ｐａｃｋａｇｅ）パターンを形成したテスト基板を準備した。かかる基板の前記パターン上に、前記各実施例および比較例のソルダペーストを１８０μｍ厚み（メタルマスク厚）に印刷した。
前記はんだ付け試験と同様にリフローした後の基板を、気相式熱衝撃試験器（ＴＳ−１００，楠本化成社製）を用いて−４０℃、３０分、及び１２５℃、３０分間を１サイクルとして、１０００サイクルの冷熱サイクル環境下においた。その後の基板のクラックの有無を確認した。
確認方法は、各基板ごとに任意の２０箇所のフラックス残渣を４０倍に拡大できる実体顕微鏡で観察して、全フラックス残渣に全くクラックがないものを良、一部のフラックス残渣に微少なクラックが存在するが、ＱＦＰパターン間を連結するようなクラックはなく使用可能であるものについても良、完全にクラックがフラックス残渣の上下に形成され下地まで貫通しているものが一箇所でもあったものを不良、と評価した。
【００７３】
（電圧印加試験）
テスト基板として、ＪＩＳ  Ｚ  ３１９７（１９９９）  ８．５．３（ｂ）５）（図９．試験基板）に記載のくし型電極基板を準備した。
前記基板のパターン上に、前記各実施例および比較例のソルダペーストを１００μｍ厚み（メタルマスク厚）に印刷した。
前記はんだ付け試験と同様にリフローした後の基板を、ＪＩＳ  Ｚ  ３１９７（１９９９）８．５．３  に規定されている絶縁抵抗試験に準拠して電圧印加試験を行った。
電圧印加試験は、試験条件として温度８５℃、相対湿度８５％において、印加電圧１６Ｖで、１０００時間加湿劣化させることで行なった。
評価は、印加初期から１０００時間経過の間、常に９乗Ω以上の抵抗値を維持した場合は良、途中で一度でも９乗Ω未満の抵抗値を示した場合は不良とした。
【００７４】
（べたつき試験）
試験片として、銅板（５０×２５、厚み０．５μｍ）を準備し、前記試験片の一面に前記各実施例および比較例のソルダペーストを直径６．５ｍｍサイズで２００μｍ厚み（メタルマスク厚）に塗布した。
前記はんだ付け試験と同様の条件でリフローし、常温まで冷却した後の前記試験片を、ＪＩＳ  Ｚ  ３２８４（１９９４）  付属書１２に規定されているリフロー後のソルダペースト残渣の粘着性試験に準拠して、粉末タルクをふりかけ、軟毛ブラシで一回サッと払った後、目視で前記粉末タルクの除去性を観察して評価した。
粉末タルクがブラシで払って容易に除去できれば良、除去できないか、除去するのが困難であれば不良とした。
【００７５】
（はんだボール試験）
冷熱サイクル試験で用いた試験基板において、前記円形の開口部に代えて６３３０チップおよび２０１２チップが搭載できる電極部の銅箔部上に前記各実施例および比較例のソルダペーストを１８０μｍ厚みに印刷し、そのソルダペーストが印刷された電極上に
６３３０チップを７個および２０１２チップを２０個のそれぞれを基板面まで押し込み搭載し、このチップが搭載された基板を、前記リフロー条件で加熱後、６３３０チップおよび２０１２チップの各サイドに発生するサイドボールの発生の有無を１５倍に拡大できる実体顕微鏡で確認した。
各チップ全体におけるサイドボール発生数が基板１枚あたり各５個未満のものを良とし、それを超えるサイドボールが発生するものを不良とした。
【００７６】
以上、各試験結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
0005531188.tif 000010
【００７８】
表１に示すように、各実施例ははんだ付け性（ディウェッティング特性）がすべて良であり、比較例はすべて不良であった。
水素添加されていないダイマー酸を用いた比較例９および１０では、冷熱サイクル試験でクラックが発生した。
また、樹脂成分としてポリアミド系の樹脂を用いた比較例５乃至７では、絶縁性が良好ではなかった。これは、はんだ組成物中の樹脂成分が吸湿劣化を起こして、絶縁劣化がおきたためと考えられる。
さらに、樹脂成分としてアクリル樹脂系の樹脂を用いた比較例１乃至３では、フラックス残渣にべたつきが生じていた。
比較例１乃至４および比較例８でははんだボールの発生が顕著であった。